(57)【要約】【課題】固体撮像装置の構造安定性を劣化させることなく、光学フィルター膜の機能を向上させることができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の固体撮像装置１は、固体撮像素子１３１が形成されたウエハー１３と、固体撮像素子１３１に対向して隙間を持つように配置されたガラス基板１１１と、ウエハー１３及びガラス基板１１１の各々の周辺部において、ウエハー１３及びガラス基板１１１の各々と接触することにより、ウエハー１３とガラス基板１１１とを接続するスペーサー１２と、ガラス基板１１１の中央部に形成された光学フィルター膜１１２とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子が形成された基板と、
前記基板の固体撮像素子に対向して隙間を持つように配置された光透過性保護部材と、
前記基板及び前記光透過性保護部材の各々の周辺部において、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々と接触することにより、前記基板と前記光透過性保護部材とを接続する接続体と、
前記光透過性保護部材の前記基板側の中央部に形成された光学フィルター機能部材と
を備えていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記光学フィルター機能部材は、４００ｎｍより短い波長を有する紫外線及び８００ｎｍより長い波長を有する赤外線を遮光する光学フィルター膜であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記光学フィルター膜は、ＳｉＯ２膜とＴａ酸化膜とが交互に堆積された積層膜であることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記光学フィルター膜は、ＳｉＯ２膜とＮｂ酸化膜とが交互に堆積された積層膜であることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記接続体が接触する前記光透過性保護部材の周辺部は、前記光透過性保護部材の全面に形成された光学フィルター機能部材があらかじめ除去された領域であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記接続体は、エポキシ系樹脂から構成された封止剤であり、３０〜１００μｍの膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記光学フィルター機能部材は、前記固体撮像素子に入射される光が前記光学フィルター機能部材を通過するように、前記固体撮像素子の平面寸法に応じた平面寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
光透過性保護部材の全面に光学フィルター機能部材を形成する第１の工程と、
前記第１の工程において形成された光学フィルター機能部材のうち、前記光透過性保護部材の周辺部における光学フィルター機能部材を除去し、前記光透過性保護部材の前記基板側の中央部に光学フィルター機能部材を残存させる第２の工程と、
前記光透過性保護部材の周辺部と、固体撮像素子が形成された基板の周辺部とにおいて、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々と接続体を接触させることにより、前記基板と前記光透過性保護部材とを接続する第３の工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記接続体が接触する前記光透過性保護部材の周辺部は、前記光透過性保護部材の全面に形成された光学フィルター機能部材が除去された領域であることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等に用いられる固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を使用したデジタルカメラやビデオカメラが普及している。また、パーソナルコンピュータや携帯電話、電子手帳等の電子機器に、固体撮像装置とメモリとを組み込み、撮影機能を付加することも行なわれている。固体撮像装置は、デジタルカメラや撮影機能を付加した電子機器等の外形サイズに対する影響が大きいため、その小型化が望まれている。
【０００３】
固体撮像装置を小型化するために、チップサイズパッケージ（以下、「ＣＳＰ」と呼ぶ。）という実装方式を用いた固体撮像装置が知られている。このＣＳＰを用いた固体撮像装置は、半導体ウエハープロセスによって多数の固体撮像素子が形成されたウエハーをダイシングし、個片化されたベアチップを実装基板上に実装して樹脂封止したもので、ベアチップと同等、あるいはベアチップよりも僅かに大きい程度の実装面積の固体撮像装置を形成することができる。
【０００４】
また、ＣＳＰよりも小型化が可能な実装方式である、ウエハレベルチップサイズパッケージ（以下、「ＷＬＣＳＰ」と呼ぶ。）を利用した固体撮像装置も知られている。このＷＬＣＳＰを用いた固体撮像装置は、半導体ウエハープロセス中で固体撮像素子の封止や外部接続端子の形成を行ない、ウエハーをダイシングして個片化することにより、パッケージングの完成された固体撮像装置を得るものである。
【０００５】
従来、このようなＣＳＰ方式、ＷＬＣＳＰ方式の固体撮像装置をプリント基板に実装する際には、プリント基板上に固体撮像装置を接着し、固体撮像装置の上面に形成された外部接続端子と、基板との間をボンディングワイヤーで結線する方法が用いられていた。しかし、ボンディングワイヤーを用いた結線方法は、ボンディングワイヤーを固体撮像装置から外側に向けて結線するので、固体撮像装置の実質的な実装面積は必然的に大きくなってしまう。
【０００６】
このような状況を考慮して、貫通配線によって下面に外部接続端子を形成し、実装基板やプリント基板にフェイスボンディングを行なう固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
図８に、従来の固体撮像装置の断面図を示す。この従来の固体撮像装置１０では、図８に示すように、半導体ウエハー（以下、単に「ウエハー」と呼ぶ。）４３の上面には、固体撮像素子４３１と、固体撮像素子４３１による撮像処理を制御するための周辺回路４３２と、周辺回路４３２と貫通配線４３４とを接続する接続端子４３３と、が配置されている。
【０００８】
そして、貫通配線４３４は、この接続端子４３３と、ウエハー４３の下面に配置されている外部接続端子（図示省略）とを電気的に接続している。
【０００９】
また、ウエハー４３と貫通配線４３４との間、及び、ウエハー４３と外部接続端子との間の各々には、それぞれの間を絶縁するための絶縁膜４３５が配置されている。
【００１０】
ウエハー４３の上面側には、封止剤からなるスペーサー４２が配置されている。そして、ウエハー４３の上面側を封止するための支持体４１が、スペーサー４２を挟むようにして、ウエハー４３の上面側に配置されている。
【００１１】
この支持体４１は、ガラス基板４１１と、赤外線や紫外線を遮断するための光学フィルター膜４１２と、を貼り合わせた構造を有している。固体撮像装置１０では、この光学フィルター膜４１２が外部光に含まれる赤外線を遮断することにより、固体撮像素子４３１が外部光を受け、画像を映し出す際に、外部光に含まれる赤外線の影響により、ゴーストやかぶりを発生させてしまうのを防止している。
【００１２】
また、この光学フィルター膜４１２は、外部光に含まれる紫外線を遮断し、固体撮像素子４３１に設けられたマイクロレンズ下に存在するカラーフィルターの劣化を防止している。
【００１３】
図８に示した従来の固体撮像装置１０では、ウエハー４３の上面をスペーサー４２及び支持体４１を用いて封止した後、ウエハー４３に貫通配線４３４の形成を行なっている。
【００１４】
このため、ウエハー４３の上面に配置されている固体撮像素子４３１の表面に、貫通配線４３４の形成の際に発生する埃や塵等が付着することが防止され、固体撮像素子４３１の歩留まりを向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１５８９４８号公報（平成１７年６月１６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したように、図８に示した従来の固体撮像装置１０では、支持体４１のウエハー４３側の主面に光学フィルター膜４１２を配置することにより、固体撮像素子４３１への赤外線や紫外線の入射を遮断することできるので、固体撮像素子４３１の性能保持及び、画像の不具合改善等を行なうことができる。
【００１７】
さらに、支持体４１及びスペーサー４２を用いたウエハー４３の上面の封止後に貫通配線４３４を形成することにより、固体撮像素子４３１への埃や塵の付着を防止し、固体撮像素子４３１の高歩留まりを実現することができる。
【００１８】
ところが、従来の固体撮像装置１０の製造工程では、ウエハー４３の封止後において多数の洗浄工程があり、これら多数の洗浄工程に用いられる強酸性、あるいは、強アルカリ性の薬液に光学フィルター膜４１２の表面が晒され、その結果、光学フィルター膜４１２が本来持つべき光学機能を劣化させてしまうという課題があった。
【００１９】
また、洗浄工程に限らず、ウエハー４３の封止後の工程において、常に露出している光学フィルター膜４１２の表面は、多くの工程を経ることにより、損傷、劣化してしまうという課題があった。
【００２０】
このため、光学フィルター膜４１２をガラス基板４１１のウエハー４３側の主面に貼り付けることにより、光学フィルター膜４１２が外に露出しないようにすることが有効と期待できる。
【００２１】
具体的には、図９に示す固体撮像装置２０では、ガラス基板４１１の裏面側に光学フィルター膜４１２を貼り付けて、ウエハー４３の上面側に光学フィルター膜４１２が配置されるようにしている。
【００２２】
そうすることにより、ウエハー４３の封止後においても、光学フィルター膜４１２が外に露出することが無く、その結果、光学フィルター膜４１２の損傷、劣化を防止することができる。
【００２３】
しかし、光学フィルター膜４１２をウエハー４３の上面側に配置した場合には、図９に示すように、レンズ５０と固体撮像素子４３１との間の光学距離が、図８に示した固体撮像装置１０と異なり、距離ｆ＋距離ｅとなる。ここで、距離ｆは、レンズ５０とガラス基板４１１との間の光学距離、距離ｅは、ガラス基板４１１の厚さａと、光学フィルター膜４１２の厚さｄと、スペーサー４２の厚さｂとの和である。
【００２４】
一方、図８の固体撮像装置１０では、レンズ５０と固体撮像素子４３１との間の光学距離は、距離ｆ＋距離ｃとなる。ここで、距離ｆは、レンズ５０とガラス基板４１１との間の光学距離、距離ｃは、ガラス基板４１１の厚さａと、スペーサー４２の厚さｂとの和である。
【００２５】
通常、固体撮像装置１０と、その固体撮像装置１０に搭載されている固体撮像素子４３１に光を入射させるレンズ５０との間の位置関係は、レンズ５０とガラス基板４１１との間の光学距離、つまり、距離ｆにより規定されている。
【００２６】
このため、ガラス基板４１１と光学フィルター膜４１２との配置の順序を入れ替えると、ガラス基板４１１の光の入射面から固体撮像素子４３１までの距離が距離ｃから距離ｅに変化し、その結果、レンズ５０と固体撮像素子４３１との間の光学距離も変化してしまう。
【００２７】
この光学距離の変化は、固体撮像装置としての光学特性を変化させ、延いては、ガラス基板４１１と光学フィルター膜４１２との配置順序の入れ替え前後において、画像処理機能が異なってしまうといった課題があった。
【００２８】
さらに、ガラス基板４１１と光学フィルター膜４１２との配置順序の入れ替え後においては、図９に示すように、スペーサー４２と光学フィルター膜４１２とが直接接触することになる。通常、封止剤からなるスペーサー４２と光学フィルター膜４１２との間における密着性は比較的悪く、このため、スペーサー４２と光学フィルター膜４１２との接触後に到来する熱処理工程等を経ることにより、スペーサー４２と光学フィルター膜４１２とが剥がれてしまう恐れがある。
【００２９】
すなわち、図９に示した固体撮像装置２０には、固体撮像装置２０の製造工程において、スペーサー４２である封止剤が剥がれ落ちてしまうという固体撮像装置の構造安定性の劣化といった課題があった。
【００３０】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、固体撮像装置の構造安定性を劣化させることなく、光学フィルター膜の本来の機能を保持することができる固体撮像装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明における固体撮像装置は、固体撮像素子が形成された基板と、前記基板の固体撮像素子に対向して隙間を持つように配置された光透過性保護部材と、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々の周辺部において、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々と接触することにより、前記基板と前記光透過性保護部材とを接続する接続体と、前記光透過性保護部材の前記基板側の中央部に形成された光学フィルター機能部材とを備えている。
【００３２】
上記の固体撮像装置では、接続体が基板及び光透過性保護部材の各々の周辺部において、基板及び光透過性保護部材の各々と接触することにより、基板と光透過性保護部材とを接続するので、基板と光透過性保護部材の接続の信頼性を向上させることができ、構造安定性を劣化させることがない。
【００３３】
また、上記の固体撮像装置では、光学フィルター機能部材が光透過性保護部材の基板側の中央部に形成されているので、光学フィルター機能部材が外部に露出すること無くなり、光学フィルター機能部材が損傷、侵食されてしまうことを防止することができる。このため、光学フィルター機能部材が本来持っている機能を保持することができる。
【００３４】
前記光学フィルター機能部材は、４００ｎｍより短い波長を有する紫外線及び８００ｎｍより長い波長を有する赤外線を遮光する光学フィルター膜であることが好ましい。
【００３５】
この場合、固体撮像素子には光学フィルター膜の遮光効果により、必要な４００〜８００ｎｍの波長（可視光）のみが入射されるので、紫外光によるマイクロレンズ下のカラーフィルターの劣化が防止され、さらに、撮像画像において赤外線の影響によるゴーストやかぶりが無くなる。
【００３６】
このため、固体撮像素子による撮像処理の精度を向上させることができる。
【００３７】
前記光学フィルター膜は、ＳｉＯ２膜とＴａ酸化膜とが交互に堆積された積層膜であることが好ましい。
【００３８】
この場合、光学フィルター膜において、固体撮像素子に不要な紫外光や赤外光への遮断効果を高めることができる。
【００３９】
前記光学フィルター膜は、ＳｉＯ２膜とＮｂ酸化膜とが交互に堆積された積層膜であることが好ましい。
【００４０】
この場合、光学フィルター膜において、固体撮像素子に不要な紫外光や赤外光への遮断効果を高めることができる。
【００４１】
前記接続体が接触する前記光透過性保護部材の周辺部は、前記光透過性保護部材の全面に形成された光学フィルター機能部材があらかじめ除去された領域であることが好ましい。
【００４２】
この場合、接続体が光透過性保護部材の周辺部において、光透過性保護部材と直接接触することができるので、接続体と光透過性保護部材との接触の信頼性が向上する。
【００４３】
前記接続体は、エポキシ系樹脂から構成された封止剤であり、３０〜１００μｍの膜厚を有していても良い。
【００４４】
この場合、この封止剤を用いて光透過性保護部材を固体撮像素子表面側から基板に貼り合せることで、基板を薄層化する際に基板自体をサポートすることができる。
【００４５】
さらに、固体撮像素子を基板と光透過性保護部材との間に封入することで、固体撮像素子を保護することができる。
【００４６】
この封止剤の膜厚については、固体撮像素子のマイクロレンズの高さや撮像デバイスとしての光学特性（例えば、必要光学距離）により、最適膜厚値が決定される。一般的には、封止剤の膜厚は３０〜１００μｍである。
【００４７】
前記光学フィルター機能部材は、前記固体撮像素子に入射される光が前記光学フィルター機能部材を通過するように、前記固体撮像素子の平面寸法に応じた平面寸法を有することが好ましい。
【００４８】
この場合、接続体が接触すべき光透過性保護部材の周辺部に残存する光学フィルター機能部材が確実に無くなるので、光透過性保護部材への接続体の接触の信頼性をより向上察せることができる。
【００４９】
本発明における固体撮像装置の製造方法は、光透過性保護部材の全面に光学フィルター機能部材を形成する第１の工程と、前記第１の工程において形成された光学フィルター機能部材のうち、前記光透過性保護部材の周辺部における光学フィルター機能部材を除去し、前記光透過性保護部材の前記基板側の中央部に光学フィルター機能部材を残存させる第２の工程と、前記光透過性保護部材の周辺部と、固体撮像素子が形成された基板の周辺部とにおいて、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々と接続体を接触させることにより、前記基板と前記光透過性保護部材とを接続する第３の工程とを含む。
【００５０】
上記の固体撮像装置の製造方法では、接続体が基板及び光透過性保護部材の各々の周辺部において、基板及び光透過性保護部材の各々と接触することにより、基板と光透過性保護部材とを接続するので、基板と光透過性保護部材の接続の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、上記の固体撮像装置の製造方法では、光学フィルター機能部材が光透過性保護部材の基板側の中央部に形成されているので、光学フィルター機能部材が外部に露出すること無くなり、光学フィルター機能部材が損傷、侵食されてしまうことを防止することができる。このため、光学フィルター機能部材が本来持っている機能を保持することができる。
【００５２】
前記接続体が接触する前記光透過性保護部材の周辺部は、前記光透過性保護部材の全面に形成された光学フィルター機能部材が除去された領域であることが好ましい。
【００５３】
この場合、接続体が光透過性保護部材の周辺部において、光透過性保護部材と直接接触することができるので、接続体と光透過性保護部材との接触の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００５４】
本発明における固体撮像装置は、以上のように、固体撮像素子が形成された基板と、前記基板の固体撮像素子に対向して隙間を持つように配置された光透過性保護部材と、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々の周辺部において、前記基板及び前記光透過性保護部材の各々と接触することにより、前記基板と前記光透過性保護部材とを接続する接続体と、前記光透過性保護部材の前記基板側の中央部に形成された光学フィルター機能部材とを備えているものである。
【００５５】
それゆえ、固体撮像装置の構造安定性を劣化させることなく、光学フィルター膜の本来の機能を保持することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００５７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。本実施の形態における固体撮像装置１は、図１に示すように、支持体１１と、スペーサー１２と、ウエハー（半導体ウエハー）１３と、を備えている。
【００５８】
支持体１１は、光透過性保護部材１１１と、光学フィルター機能部材１１２と、を有している。光透過性保護部材１１１は、ガラス基板等の透光性材料から構成されており、固体撮像装置１の外部から照射される光を透過させ、固体撮像装置１の内部に取り込む。また、この光透過性保護部材１１１は、ウエハー１３上に形成されている、後述の固体撮像素子１３１を固体撮像装置１の外部の湿気、ダスト（ゴミ、切りくず）等から保護する。
【００５９】
この光透過性保護部材１１１は、例えば、低α線ガラスを用いることができる。この低α線ガラスは、α線の放出が少ないガラスであり、α線による固体撮像素子１３１の破壊を防止することができる。
【００６０】
光学フィルター機能部材１１２は、特定波長域の赤外線をカットし、赤外光による固体撮像素子１３１のゴーストやかぶりを防止する。この光学フィルター機能部材は、例えば、ＩＲカットフィルタを用いればよい。また、このＩＲカットフィルタに、偽色や色モアレの発生を防ぐローパスフィルタを積層してもよい。
【００６１】
このようにして、支持体１１はウエハー１３上に形成されている固体撮像素子１３１を外部から保護する。
【００６２】
スペーサー１２は、ウエハー１３上に形成されている固体撮像素子１３１を取り囲むようにウエハー１３上に取り付けられる封止剤である。このスペーサー１２は、中央が開口する枠形状を持っており、スペーサー１２とウエハー１３とは、例えば接着剤によって接合される。スペーサー１２は、例えば、シリコンやステンレス等、半導体であるウエハー１３の熱膨張率に近い無機材料を用いることができる。また、他の金属、ガラス、感光性ポリイミド、ポリカーボネート樹脂等、適宜選択可能である。
【００６３】
このスペーサー１２の配置により、支持体１１とウエハー１３との間にキャビティー（隙間）１４が形形成される。このキャビティー１４の存在により、固体撮像素子１３１のマイクロレンズ（図示省略）が支持体１１の光透過性保護部材１１１に干渉されることがなく、固体撮像素子１３１のマイクロレンズの機能が損なわれることが防止される。
【００６４】
ウエハー１３は、例えば、シリコン等の半導体ウエハーが矩形状に分割されたものであり、その表面の中心部には上述の固体撮像素子１３１が形成されている。この固体撮像素子１３１は、例えば、マトリクス状に配列された多数個の受光素子（図示省略）と、これら受光素子に蓄積された電荷を搬送する電荷結合素子（ＣＣＤ）と、から構成されている。
【００６５】
この固体撮像素子１３１による撮像処理を制御するための周辺回路１３２が、固体撮像素子１３１の周辺に配置されるように、ウエハー１３の表面に形成されている。
【００６６】
これら固体撮像素子１３１及び周辺回路１３２は、例えば、シリコン等の半導体ウエハーに公知の半導体製造プロセスを適用して形成される。
【００６７】
また、ウエハー１３の表面には、接続端子１３３が形成されている。この接続端子１３３は、固体撮像素子１３１及び周辺回路１３２と同様、公知の半導体製造プロセスを用いて形成することができる。この接続端子１３３と周辺回路１３２とは、電気的に接続されており、周辺回路１３２は、この接続端子１３３及び後述の貫通配線１３４を通して、固体撮像装置１の外部と電気的に接続されている。
【００６８】
さらに、ウエハー１３には、接続端子１３３が配置されているウエハー１３の表面部分からウエハー１３の裏面に貫通する貫通配線１３４が形成されている。この貫通配線は、接続端子１３３が配置されているウエハー１３の表面部分のエッチングを繰り返して、ウエハー１３の表面から裏面に貫通するスルーホール（図示省略）を形成し、そのスルーホール内に金属配線を埋め込むことにより形成される。
【００６９】
そして、この貫通配線１３４は、接続端子１３３と、ウエハー１３の裏面側に配置される外部接続端子（図示省略）とを電気的に接続している。
【００７０】
また、ウエハー１３と貫通配線１３４との間、及び、ウエハー１３と外部接続端子との間の各々には、それぞれの間を絶縁するための絶縁膜１３５が形成されている。
【００７１】
図２は、図１の固体撮像装置１を構成する固体撮像素子１３１、光学フィルター機能部材１１２及びスペーサー１２の配置構成を示す平面図である。なお、図２では、図面を見易くするために、固体撮像素子１３１、光学フィルター機能部材１１２及びスペーサー１２以外の構成要件については、図示を省略している。
【００７２】
図２に示すように、この固体撮像装置１においては、固体撮像素子１３１の上部に光学フィルター機能部材１１２が配置されており、さらに、この光学フィルター機能部材１１２の周辺を囲むように、スペーサー１２が配置されている。
【００７３】
このように、本実施の形態における固体撮像装置１では、図１及び図２に示したように、光透過性保護部材１１１のウエハー１３側の対向する主面のうち、スペーサー１２が接合される領域以外の領域に、光学フィルター機能部材１１２が形成されている。
【００７４】
このため、光学フィルター機能部材１１２を光透過性保護部材１１１のウエハー１３側の主面に配置しつつ、スペーサー１２を光透過性保護部材１１１に直接接合することが実現される。
【００７５】
したがって、ウエハー１３の封止後においても、光学フィルター機能部材１１２が外に露出することが無くなり、光学フィルター機能部材１１２の損傷、劣化を防止することができる。
【００７６】
また、スペーサー１２を光透過性保護部材１１１に直接接合することができるので、スペーサー１２が支持体１１に確実に固定され、その結果、固体撮像装置１の製造工程におけるスペーサー１２の支持体１１に対する良好な接続が実現される。
【００７７】
次に、本実施の形態における固体撮像装置１の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態における固体撮像装置１及び図８に示した従来の固体撮像装置１０の各製造工程の概略を示す図である。
【００７８】
先ず、図３を用いて、本実施の形態における固体撮像装置１の製造工程と従来の固体撮像装置１０の製造工程との違いについて説明する。
【００７９】
図３に示すように、従来の固体撮像装置１０の製造工程では、ガラス基板４１１の表面に光学フィルター膜４１２が形成される（第１工程）。すなわち、従来の固体撮像装置１０では、この第１工程にて形成される光学フィルター膜４１２の表面は、その後到来する工程において、外部に晒されることになる。
【００８０】
そして、ウエハー４３が薄層化された後（第２工程）、貫通配線が形成される（第３工程）。その後、ウエハー４３を切断し、固体撮像装置１０毎に分割する（第４工程）。
【００８１】
これに対し、本実施の形態における固体撮像装置１の製造工程では、例えばガラス基板である光透過性保護部材１１１の裏面に例えば光学フィルター膜である光学フィルター機能部材１１２が形成される（第１−１工程）。そして、光透過性保護部材１１１の裏面の一部であるチップ端部に形成された光学フィルター機能部材１１２が削除される（第１−２工程）。
【００８２】
すなわち、本実施の形態における固体撮像装置１では、この第１−１工程にて形成される光学フィルター機能部材１１２の表面は、その後到来する工程において、外部に晒されることがなくなる。さらに、この第１−２工程にて光学フィルター機能部材１１２が削除されたチップ端部では、その後の工程において、スペーサー１２と光透過性保護部材１１１との直接接合が実現されることになる。
【００８３】
そして、従来の固体撮像装置１０と同様、ウエハー１３が薄層化された後（第２工程）、貫通配線が形成される（第３工程）。その後、ウエハー１３を切断し、固体撮像装置１毎に分割する（第４工程）。
【００８４】
次に、本実施の形態における固体撮像装置１の製造方法について具体的に説明する。図４及び図５は、本実施の形態における固体撮像装置１の製造方法の処理手順を説明するための工程断面図である。
【００８５】
先ず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板３２の裏面側に赤外線及び紫外線をカットする光学フィルター膜３１を公知のスパッタリング手法を用いて形成する。
【００８６】
ここで、光学フィルター膜３１は、ＳｉＯ２膜とＴａ酸化膜とを交互に形成した積層膜やＳｉＯ２膜とＮｂ酸化膜とを交互に形成した積層膜を用いることができる。
【００８７】
また、光学フィルター膜３１の形成は、スパッタリング技術を用いた成膜に限られることはなく、例えば、ＣＶＤ技術を用いた成膜、あるいは、スプレーコーティング成膜等の手法を用いてもよい。
【００８８】
なお、光学フィルター膜３１をコーティングしたガラス基板３２の透過可能な光の波長領域は、４００〜８００ｎｍの可視光が透過することとなる。
【００８９】
次に、図４（ｂ）に示すように、光学フィルター膜３１上に、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてレジストパターン３３を形成する。このレジストパターン３３は、ガラス基板３２上に光学フィルター膜３１が残存すべき領域を覆うようにパターニングされており、後述するドライエッチングやウエットエッチング等のエッチング技術を用いて、このレジストパターン３３に被覆されていない領域に形成されている光学フィルター膜３１が除去されることになる。
【００９０】
次に、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、例えば公知のドライエッチング技術を用いてレジストパターン３３に被覆されていない領域に形成されている光学フィルター膜３１を除去する。この光学フィルター膜３１が除去された領域において、ガラス基板３２と封止剤である後述のスペーサー３４との接合が実現されることになる。
【００９１】
なお、この光学フィルター膜３１の除去は、ドライエッチング技術に代えて、ウエットエッチング技術を用いて行なってももちろん構わない。
【００９２】
光学フィルター膜３１のドライエッチング技術としては、Ｃ４Ｆ８、Ｏ２、Ａｒの混合ガスを用いた、プラズマ放電による異方性エッチング処理を行なえばよい。
【００９３】
また、ドライエッチング技術に代えて、ウエットエッチング技術を用いる場合であれば、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）とフッ化水素水（ＨＦ）との混合液による等方性エッチング処理を行なえばよい。
【００９４】
さらに、例えばウエットエッチング処理した後にドライエッチングの追加処理を行なうという具合に、２つのエッチング方法の組み合わせで、光学フィルター膜３１を削除することもできる。
【００９５】
次に、図５（ａ）に示すように、レジストパターン３３を例えば公知のアッシングとウエット洗浄を用いて、光学フィルター膜３１上から取り除いた後、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板３２の上下を反転させる。
【００９６】
次に、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、スペーサー３４が接合される領域上の光学フィルター膜３１を削除した後、ガラス基板３２の表面を内側にして、半導体基板と貼り合せを行なう。貼り合せの役目をするスペーサー３４は、上述したエポキシ系樹脂で、膜厚５０μｍ程度にして、ガラス基板３２と半導体基板との貼り合せにて仮接着した後に、約１５０℃の熱処理にて樹脂を硬化させ接着固定化される。
【００９７】
本実施の形態では、スペーサー３４は、エポキシ系樹脂のものを用い、膜厚は５０μｍ程度であるが、３０〜８０μｍ程度の範囲に形成されればよい。また、スペーサー３４を加熱し、固定化させるに要する温度は、約１５０℃である。
【００９８】
ここで、図５（ｄ）に示すように、キャビティー（隙間）を介して、光学フィルター膜３１と固体撮像素子３７とが対向している。このため、従来通り、スペーサー３４とガラス基板３２とが直接接着するようになり、光学フィルター膜３１とスペーサー３４との密着不良という懸念は解消される。
【００９９】
仮に、図９に示した固体撮像装置２０のように、光学フィルター膜４１２にスペーサー４２を直接接着させた場合、光学フィルター膜５１２とスペーサー４２との膨張係数が大きく異なるため、熱処理後に密着不良によるスペーサー４２の剥がれが発生する恐れがあった。
【０１００】
これに対し、本実施の形態では、図３に示すように、単に、光学フィルター膜５１２の削除工程（第１−２工程）を追加するだけで、ガラス基板３２とスペーサー３４とを直接接着させることができるので、スペーサー３４の剥がれといった懸念事項を解消できる。
【０１０１】
また、図６に示すように、ガラス基板３２の表面から固体撮像素子３７までの光学距離ｃ（ｃ＝ａ＋ｂ）は従来と変わらないため、撮像デバイスモジュールとしての光学特性が従来のものから変化してしまう懸念も解消される。
【０１０２】
光学フィルター膜３１は、波長４００ｎｍより短い紫外線及び波長８００ｎｍより長い赤外線を遮光するもので、固体撮像素子３７に必要な波長４００〜８００ｎｍの可視光は９８％以上の透過率を有する。このため、光学フィルター膜３１が固体撮像素子３７との対向面に形成されても、必要な可視光についての減衰は殆ど起きず、固体撮像素子３７へ到達する可視光強度は、図８に示した従来の固体撮像装置１０の場合と同等レベルになる。
【０１０３】
以降は、図５（ｄ）に示すように、貫通配線３５を形成することにより、最終的には、図１に示した固体撮像装置１が実現される。
【０１０４】
なお、図３の第１工程（第１−１工程、第１−２工程）が図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に相当し、図３の第２〜３工程が図３（ｈ）に相当し、第４工程が図３（ｈ）の後に続く工程に相当する。
【０１０５】
また、固体撮像素子３７、周辺回路３８及び接続端子３９は、図５（ｃ）及び（ｄ）において、ガラス基板３２と半導体基板とをスペーサー３４を用いて張り合わせる以前に予め形成されていればよい。
【０１０６】
このように、本実施の形態における固体撮像装置１では、光学フィルター膜が固体撮像装置１の内側に配置され、外部に晒されることがない。このため、後工程での搬送及び薬液処理による、光学フィルター膜の表面の損傷及び侵食がなくなり、光学フィルター膜の機能低下を防止できる。
【０１０７】
ここで、機能低下とは、紫外線及び赤外線の遮光率が悪くなり、固体撮像素子にそれら光が漏れてしまうことを意味し、画像上でゴーストやかぶり等の画像異常を発生させる要因となる。
【０１０８】
本実施の形態に固体撮像装置１によれば、本来の光学フィルター膜の遮光率（紫外線及び赤外線に対して遮光率９５％以上）を保持することができる。このため、カメラモジュールでのゴーストやかぶりによる画像異常が不良率の約２％を占めていた従来と比べて、０．５%以下程度にまで低減することが可能となる。
【０１０９】
さらに、本実施の形態における固体撮像装置１の光学距離は、従来の光学距離と変わらず、撮像デバイスモジュールとしての光学特性は変わらない。このため、光学調整の為に、わざわざスペーサーの高さを調節する必要は無い。
【０１１０】
以上説明したように、本発明の実施の形態１における固体撮像装置１によれば、光透過性保護部材１１１の裏面側に光学フィルター機能部材１１２を形成した後、スペーサー１２が接着すべき領域に形成された光学フィルター機能部材１１２を削除し、スペーサー１２と光透過性保護部材１１１とを従来通り密着させることができる。
【０１１１】
また、光透過性保護部材１１１の表面から固体撮像素子１３１までの距離を変化させることなく、光学フィルター機能部材１１２を光透過性保護部材１１１の裏面に形成することができる。このため、光透過性保護部材１１１の表面から固体撮像素子１３１までの距離が従来と変わらないので、光学特性の安定化を図ることができる。
【０１１２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記の実施の形態１では、光透過性保護部材１１１の裏面のうち、スペーサー１２が接着すべき領域に形成された光学フィルター機能部材１１２を削除していた。
【０１１３】
これに対し、本実施の形態２は、ウエハー上に形成されている固体撮像素子のサイズに合わせて、光学フィルター機能部材を残存させるべき領域を設定する実施の形態である。
【０１１４】
図７は、本発明の実施の形態２における固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。以下、上記の実施の形態１と同様の部分については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１５】
本実施の形態における固体撮像装置２では、図７に示すように、光学フィルター機能部材１１２ａのサイズが固体撮像素子１３１のサイズに合わせて設定されている。
【０１１６】
すなわち、本実施の形態では、図４（ｂ）〜（ｄ）に示したレジストパターン３３は、固体撮像素子１３１のサイズに合わせて設定されており、このレジストパターン３３を用いた光学フィルター機能部材１１２の除去の結果、図７に示すように、固体撮像素子１３１のサイズに応じたサイズを持つ光学フィルター機能部材１１２ａが形成されることになる。
【０１１７】
光学フィルター機能部材１１２ａのサイズは、例えば、固体撮像素子１３１の多数個の受光素子（図示省略）に入射される光が光学フィルター機能部材１１２を必ず通過してくるよう、固体撮像素子１３１のサイズよりも少なくとも大きくなっていればよい。
【０１１８】
上記の実施の形態１では、レジストパターン３３を用いた光学フィルター機能部材１１２の除去におけるエッチング精度が低下した場合、スペーサー１２が接着すべき領域に光学フィルター機能部材１１２が残存してしまう可能性があった。
【０１１９】
このため、スペーサー１２と光透過性保護部材１１１との密着性が低下し、スペーサー１２の剥がれが発生する恐れがあった。
【０１２０】
これに対し、本実施の形態では、図７に示すように、光透過性保護部材１１１の裏面におけるスペーサー１２が接着すべき領域から確実に光学フィルター機能部材１１２を除去することができるので、スペーサー１２と光透過性保護部材１１１との接着の信頼性を向上させることができる。
【０１２１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２２】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。すなわち、本発明における固体撮像装置は、支持体ガラス上に形成された光学フィルター膜と、前記光学フィルター膜と半導体基板上に形成された固体撮像素子とが対向して、封止剤を介し貼り合せられている。
【０１２３】
前記光学フィルター膜は、波長４００ｎｍより短い紫外線及び波長８００ｎｍより長い赤外線を遮光することが好ましい。
【０１２４】
前記光学フィルター膜は、ＳｉＯ２膜とＴａ酸化膜とを交互に積層して形成した積層膜であることが好ましい。
【０１２５】
前記光学フィルター膜は、ＳｉＯ２膜とＮｂ酸化膜とを交互に積層して形成した積層膜であることが好ましい。
【０１２６】
前記固体撮像素子と対向して、封止剤を介して貼り合せられる、前記支持体ガラス部分には、光学フィルター膜が取り除かれて、貼り合せられていることが好ましい。
【０１２７】
前記封止剤はエポキシ系樹脂で、膜厚は３０〜１００μm程度であることが好ましい。
【０１２８】
本発明における固体撮像装置の製造方法は、支持体ガラス上に光学フィルター膜を形成する工程と、光学フィルター膜上のレジスト膜をパターンニングしエッチングして、光学フィルター膜を除去する工程と、封止剤を塗布しパターニングする工程と、固体撮像素子を有する半導体基板と、支持体ガラス上の光学フィルター膜と、固体撮像素子とが対向するように、半導体基板と支持体ガラスとを封止剤を介して貼り合せる工程とを有する。
【０１２９】
光学フィルター膜を除去する工程は、封止剤が接触する部分の光学フィルター膜を除去することが好ましい。
【０１３０】
光学フィルター膜の形成は、ＳｉＯ２膜とＴａ酸化膜とを交互に積層して形成することが好ましい。
【０１３１】
光学フィルター膜の形成は、ＳｉＯ２膜とＮｂ酸化膜とを交互に積層して形成することが好ましい。
【０１３２】
光学フィルター膜を除去する工程は、ドライエッチングまたはウエットエッチングすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明によれば、撮像デバイスモジュールとしての光学特性を変更することなく、光学フィルター膜の外部露出をなくすことができるので、光学フィルター膜の損傷・侵食を防止し、本来の光学フィルター膜の機能（光の透過能力、赤外光の遮断能力、紫外光の遮断能力）が保持でき、カメラモジュールでのゴーストやかぶりによる画像異常という不良が低減される。このため、被写体からの光に基づいて画像を形成するための光学機器全般に適用可能である。特に、携帯電話用のカメラモジュールやデジタルカメラなどに適用することが有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】固体撮像素子、光学フィルター機能部材及びスペーサーの配置構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における固体撮像装置及び従来の固体撮像装置の各製造工程の概略を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の製造方法の処理手順を説明するための工程断面図である（その１）。
【図５】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の製造方法の処理手順を説明するための工程断面図である（その２）。
【図６】ガラス基板の表面から固体撮像素子までの光学距離を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２における固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】従来の固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】従来の固体撮像装置の他の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１、２、１０    固体撮像装置
１１、４１、４１ａ    支持体
１２、４２    スペーサー
１３、４３    ウエハー
１４、４４    キャビティー
３１、４１２    光学フィルター膜
３２、４１１    ガラス基板
３３    レジストパターン
３４    スペーサー
３５    貫通配線
３６    絶縁膜
１１１    光透過性保護部材
１１２、１１２ａ    光学フィルター機能部材
３７、１３１、４３１    固体撮像素子
３８、１３２、４３２    周辺回路
３９、１３３、４３３    接続端子
１３４、４３４    貫通配線
１３５、４３５    絶縁膜
【図１】
2010165939.tif 000003
【図２】
2010165939.tif 000004
【図３】
2010165939.tif 000005
【図４】
2010165939.tif 000006
【図５】
2010165939.tif 000007
【図６】
2010165939.tif 000008
【図７】
2010165939.tif 000009
【図８】
2010165939.tif 000010
【図９】
2010165939.tif 000011